UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA ENGENHARIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA DE QUÍMICA DE ALIMENTOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA ENGENHARIA DE ALIMENTOS

DISCIPLINA DE QUÍMICA DE ALIMENTOS

Carboidratos

Profa. Valéria Terra Crexi

1- Amido

Constituído por uma mistura de polissacarídeos:

Amilose e Amilopectina

# Amilose Cadeia linear de unidades de glicose unidas

por ligações glicosídicas α 1,4.

Pode conter de 350 a 1000 unidade de glicose em sua estrutura.

Amilose Apresenta estrutura helicoidal, α helice, formadas

por pontes de hidrogênio entre os radicais hidroxilas das moléculas de glicose.

Esta estrutura acomoda átomos de iodo, formando compostos de inclusão de cor azul intensa.

# Amilopectina Apresenta uma estrutura ramificada

Constituída por cadeias lineares de 20 a 25 unidades de glicose unidas em α 1,4

Essas cadeias estão unidas entre si, através de ligações glicosídicas α 1,6

A amilopectina é constituída por 10 a 500 mil de unidades de glicose e apresenta uma estrutura esférica.

Amilopectina

Grânulo do amido

De todos os polissacarídeos, o amido é o único presente nos tecidos vegetais em unidades individuais pequenas denominadas de GRÂNULOS

A mistura de moléculas lineares (amilose) e ramificadas (amilopectina) estão associadas em paralelo, existem associações entre as cadeias lineares e ramificadas , e elas são mantidas juntas por pontes de hidrogênio, resultando em regiões CRISTALINAS OU MICELAS.

Sob luz polarizada os grãos são BIORREFRINGENTES, que é um indicativo do arranjo cristalino

1.2 GELATINIZAÇÃO DO AMIDO

Aquecimento do amido na presença de água

Moléculas do amido começam a vibrar mais intensamente, quebram-se as pontes de hidrogênio intermoleculares, permitindo que a água penetre nas micelas (zonas cristalinas)

Aquecimento contínuo na presença de uma quantidade abundante de água resulta em perda total das zonas cristalinas

Biorrefringência desaparece e o amido se torna transparente

Ponto de gelatinização ou temperatura de gelatinização

Temperatura na qual a biorrefringência desaparece

Durante a gelatinização, o grão incha muito, e a viscosidade da suspensão aumenta,formando uma pasta.

Posterior aquecimento, além da temperatura de gelatinização quando a viscosidade é máxima, resulta em degradação da estrutura do amido

A viscosidade da pasta decorre da alta resistência ao fluxo de água por parte dos grânulos inchados, que agora ocupam quase que todo o volume da dispersão.

Esses grânulos inchados podem ser facilmente quebrados e desintegrados pela moagem ou agitação da pasta e, neste caso, a viscosidade diminuirá.

A medida que o amido gelatiniza, aumenta sua suscetibilidade ao ataque por amilases.

Quando a pasta de amido é resfriada, a viscosidade vai aumentar com o decréscimo de temperatura, pontes de hidrogênio intermoleculares serão formadas e será formado o gel.

Grânulo do amido

A 70°C, os grânulos de amido tornam-se excessivamente inchados; cerca de 70% dos grânulos são rompidos (Figura 3a). Esta temperatura pode ser considerada como a temperatura de gelatinização do amido de milho.

A temperaturas superiores a 75°C, a observação deste material sob luz polarizada mostra a ausência de birrefringência (Figura 3b), resultante da perda da ordenação molecular previamente existente.

1.3 RETROGRADAÇÃO DO AMIDO

Ocorre a reaproximação das moléculas

Redução da temperatura durante resfriamento do gel, com formação de pontes de hidrogênio intermoleculares e com consequente formação das zonas cristalinas

SINÉRESE - Expulsão da água existente entre as moléculas

Redução do volume e aumento da firmeza do gel

Adição de tensoativos ou de lipídios neutros dificulta a associação entre as moléculas de amilose porque esses compostos se associam com as amiloses.

Os efeitos da retrogradação podem ser parcialmente revertidos pelo aquecimento.

A energia térmica e a movimentação das moléculas de amido restauram o estado amorfo, estrutura aberta que confere uma textura macia.

1.4 FATORES QUE AFETAM O GEL DE AMIDO

a) Atividade de água

Influenciada por sais, açúcares e outros agentes capazes de ligar fortemente a água

Competem pela água que iria se ligar ao amido

Redução da gelatinização do amido

b) Lipídios e alguns emulsificantes

Gorduras se complexam com a amilose retardam a absorção de água pelos grãos

Emulsificantes

Aumento da temperatura de gelatinização, redução da temperatura de formação do gel e redução da força do gel de amidos

1.4 FATORES QUE AFETAM O GEL DE AMIDO

Emulsificantes

Aumento da temperatura de gelatinização, redução da temperatura de formação do gel e redução da força do gel de amidos

Esses compostos formam complexos de inclusão com a amilose helicoidal e resistem à entrada de água no grânulo, mas por outro lado dificultam a retrogradação.

O glicogênio é outro polissacarídeo muito importante é encontrado nas células animais em forma de grãos ou

grânulos.

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2. GLICOGÊNIO

2. GLICOGÊNIO

Polissacarídeo que ocorre somente nos animais, é armazenado no fígado ( 2- 8% do total) e no músculo em baixas concentrações (0,5 – 1%)

É hidrolisado à glicose, a qual por sua vez, é utilizada como fonte de energia imediata para a contração no músculo ou então para a manutenção da concentração de glicose sanguínea no fígado.

Principal constituinte da parede celular de vegetais superiores

A celulose, é formada por β-glicose também unidas por ligações do tipo 1-4, o que lhes confere estrutura tridimensional

e propriedades físicas diferentes.

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Celulose

3. CELULOSE

A celulose apresenta as unidades monossacarídicas a 180° em relação às vizinhas, o que lhe confere um rede estabilizadora de

pontes de hidrogênio

Formando regiões de ordem cristalina elevada, contribuindo para insolubilidade e pouca reatividade da celulose

3. CELULOSE

4. PECTINAS

São polímeros compostos principalmente por unidades de α-D- ácidos galacturônicos ligados por ligações glicosídicas α- 1,4, encontrados na lamela média das células vegetais

O grupo de substâncias pécticas abrange substâncias com diferentes propriedades e difíceis de serem separadas umas das outras.

O aspecto que as diferencia é o seu grau de metoxilação – grupos metilas esterificados ao grupo carboxílico da molécula

Grupo de substâncias pécticas

PROTOPECTINA, ÁCIDOS PÉCTICOS , ÁCIDOS PECTÍNICOS

a) Protopectina

É uma substância péctica encontrada em frutas e vegetais não maduros (verdes).

Insolúvel em água e confere às frutas e vegetais não maduros uma textura rígida

b) Ácidos pécticos

Os ácidos pécticos não possuem metoxilas e são solúveis em água.

PROTOPECTINA ÁCIDOS PÉCTICOS

A atuação intensa da enzima pectina metil esterase sobre a protopectina leva à formação dos ácidos pécticos.

pectina metil esterase

PROTOPECTINA ÁCIDOS PECTÍNICOS

São obtidos a partir da protopectina por ação das enzimas protopectinase e pectina metil esterase.

Os ácidos pectínicos são metoxilados e, dependendo do grau de metoxilação, formam soluções coloidais ou são solúveis em água.

pectina metil esterase

protopectinase

# Estas enzimas contribuem para o desenvolvimento da textura adequada em frutos e vegetais durante a maturação

Durante a maturação de frutos e vegetais, o teor de protopectina diminui e o de pectina aumenta, diminuindo consequentemente a firmeza dos frutos e vegetais.

A pectina, ácidos pectínicos com número de metoxilas e grau de metoxilação variáveis é capaz de formar géis na presença de sacarose em meio ácido.

Formação de Géis

Essa propriedade da pectina é muito utilizada em alimentos para a produção de geléias e doces de frutas.

Estrutura

Alguns dos grupos carboxila da pectina estão metilados, alguns estão na foram livre

Classificação em função do grau de metoxilação:

Pectinas com GM > 50% - pectinas com alto teor de metoxilas (ATM)

Pectinas com GM< 50% - pectinas com baixo teor de metoxilas (BTM)

Mecanismos de Gelificação

PECTINA ATM

pH ajustado a 2,8 -3,5 , Açúcar , Resfriamento

FORMAÇÃO DO GEL

A medida que o pH da solução diminui, os grupos carboxílicos altamente hidratados e carregados são convertidos em grupos não carregados e levemente hidratados .

Como resultado da perda de algumas de suas cargas e hidratação, as moléculas poliméricas podem então associar-se, em porções ao longo de seu comprimento, formando junções e uma rede de cadeias poliméricas que aprisionam a solução aquosa.

Açúcar

Favorece a formação das zonas de junção

Concentração (65%, pelo menos 55%)

Compete com as moléculas de pectina pelas moléculas de água, reduzindo a hidratação das cadeias e permitindo que elas interajam umas com as outras.

Quanto maior o grau de metoxilas de uma pectina , maior é a temperatura na qual ela forma gel, sendo formado mais rapidamente ( o gel se forma no resfriamento).

PECTINA BTM

Podem formar géis estáveis, na ausência de açúcares, mas requerem a presença de íons bivalentes, como cálcio, o qual provoca a formação de ligações cruzadas entre as moléculas.

Esse tipo de gel é adequado em produtos de baixa caloria ou dietéticos sem açúcar.

Grau de metoxilação

(%)

pH Açúcar

(%)

Íon bivalen

te

Formação do gel

Maior que 70 2,8-3,5 65 Não Rápida50 -70 2,8-3,5 65 Não Lenta

Menor que 50 (BTM)

2,5-6,5 Nenhum

Sim Rápida

Tabela 1: Efeitos do grau de metoxilação da pectina na formação do gel